BIM konkret

In diesem Artikel gewährt die Firma Future Materials Einblicke in die BIM-Arbeitsmethode, die sie für das Projekt „BIM-Office Building“ angewendet hat. Der Name des Projekts kann aus Datenschutzgründen nicht offengelegt werden. Aus demselben Grund wurden grafische Änderungen am Gebäude vorgenommen, um es unkenntlich zu machen. Dieser Beitrag soll die Vorteile sowie die Herausforderungen der BIM-Methode transparent darstellen. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Metallbaufirma Acomet in Collombey-Muraz durchgeführt, die für die Projektleitung, die Detailplanung und die Herstellung verantwortlich war. Future Materials steuerte die 3D-Produktionsdaten und die BIM-Daten bei.

Kurz zur BIM-Methode

Building Information Modeling (BIM) hilft bei der Planung, Ausführung und Verwaltung von Gebäuden. Das integrierte Modell ermöglicht eine effiziente Kommunikation und Kooperation zwischen den Beteiligten wie Architekten, Ingenieuren und Bauunternehmen. Mit BIM können Bauprojekte bereits vor der tatsächlichen Umsetzung virtuell visualisiert werden. Mit dieser Visualisierung können Planungsfehler vermieden, die Bauqualität verbessert und die Bauphase effektiv simuliert werden. Ein wesentlicher Vorteil von BIM ist die umfassende Simulation der Bauphasen und Kosten, was eine präzisere Kontrolle ermöglicht. BIM unterstützt die stetige Optimierung des Bauwerks über den gesamten Lebenszyklus hinweg, von der Konzeption bis zum Abriss. Durch diese Maßnahme werden nicht nur Zeit und Kosten eingespart, sondern auch die Nachhaltigkeit und Effizienz des Projekts deutlich gesteigert. Diese Methode hat die traditionellen Prozesse im Bauwesen durch größere Genauigkeit und Effizienz optimiert.

Das Projekt Office-Building

Die Ausgangslage für das BIM-Projekt war ungünstig: Es fehlte an BIM-Daten. Das Architekturbüro arbeitete noch mit 2D-Plänen in der Konzeptphase, und auch der Fassadenplaner in der Ausschreibungsphase nutzte 2D. Dies stellte eine große Herausforderung für die ausführende Firma Acomet dar, besonders da das Gebäude schräge Elemente im Dach- und Fassadenbereich hatte. Die Maßangaben für die Fassade differierten von Anfang an zwischen dem Architekten und dem Planer.

Future Materials erhielt präzise 2D-Schnitte und Genehmigungspläne von Acomet, was die Problematik noch deutlicher machte. Die Gebäudehülle wurde von drei unterschiedlichen Firmen konzipiert: In der Konzeptphase vom Architekten, in der Ausschreibungsphase vom Fassadenplaner und schließlich in der Genehmigungs- und Ausführungsphase vom Fassadenbauer. Dies führte zu einem hohen Risiko von Fehlern und war alles andere als effizient.

Optimal hätte der Architekt das Gebäude nach der BIM-Methode in 3D modellieren sollen. Mit einer BIM-Software wäre die Kategorisierung nach IFC-Standard so aufgebaut worden, dass sie schnell an den Fassadenfachplaner hätte weitergegeben werden können. In dieser Phase ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Wandstärken und Aufteilungen des Gebäudes in Höhe und Breite korrekt übermittelt werden. Daraufhin erstellt der Fachplaner die 2D-Schnitte, die bereits in der BIM-Software auf das 3D-Konzeptmodell bezogen werden können. Der Fachplaner hätte unter anderem erkennen können, dass die Bleche und Fassadenelemente nicht 200 mm, sondern 220 mm von der Betonstruktur entfernt sind, und das Modell entsprechend anpassen können. Die ausführende Firma Acomet hätte von Beginn an unter idealen Bedingungen arbeiten können.

Future Materials kam als vierte Firma zur Unterstützung der Planung hinzu. Ziel war, Fertigungsdaten für das Blechabteil in 3D zu erstellen. Zunächst musste sie jedoch nachholen, was bislang versäumt wurde: Ein 3D-Modell wurde mithilfe der BIM-Software Revit modelliert. Dabei hat man sich am Anfang auf Mauerwerk, Stützen und Geschossdecken konzentriert. In Revit konnte man die 2D-DWG-Modelle, die mit Athena von CAD-Plan erstellt wurden, referenzieren. Das funktioniert ganz einfach. Die 2D-DWG-Horizontal- und Vertikalschnitte werden in Revit als Referenzen verlinkt. Vorteil ist dabei, dass Änderungen sofort in Revit ersichtlich sind und aktualisiert werden. Langjährige AutoCAD-Kunden kennen die Funktion als XRef. Dabei wird darauf geachtet, dass die 2D-Schnitte sich im BIM-Model exakt an der X-, Y-, Z-Achse orientieren, wo sie auch hingehören. Das ist natürlich Fleißarbeit und ist eigentlich Aufgabe von Architekt und Fassadenplaner. Für alle Beteiligten von Vorteil ist dabei, dass man gleichermaßen die Horizontalschnitte von dem Architekten, Fassadenplaner und Fassadenbauer miteinander vergleichen kann. Da fällt es schnell auf, wenn ein Mauerwerk versetzt gezeichnet wurde. Da ist immer wichtig.

Alle orientieren sich am Architekten. Wenn der Fassadenplaner etwa eine Abweichung zum Architekten im Mauerwerk aufweist, muss er abklären, ob das so sein soll oder ein Fehler ist. Nach der Eingabe hatte man ein Revit-Modell, das die genehmigten Athena DWG-Pläne referenzierte. Jetzt konnte man die Fertigungszeichnungen und Modelle für die Produktion erstellen. Es war interessant, dass drei unterschiedliche Softwares mit Revit kombiniert werden konnten. Die hinterlüftete Fassade wurde mittels Inventor + Apollon abgewickelt. Pfosten-Riegel-Fassade, Fenster und Türen wurden in LogiKal eingeben. Die Abschlussbleche für die Pfosten-Riegel-Fassade wurden in AutoCAD + Athena erstellt. Alle Programme sind aufeinander abgestimmt.

Der Konstrukteur konnte die LogiKal-Daten mittels Plug-in in Athena als 2D und 3D laden, in Apollon als 3D und in Revit als BIM Datei. Der Unterschied zwischen 3D-Modellen und BIM-Modellen besteht darin, dass neben 3D-Modellen auch Informationen enthalten sind.

Natürlich stellt sich die Frage: Warum verwendet man so viele unterschiedliche Softwares? Weil es zwei Arten von Planern gibt:  die einen, die für alles nach Möglichkeit eine Software verwenden, und die anderen, die eine bestimmte Software für die jeweilige Aufgabe auswählen. Die Firma Future Materials verwendet Revit als Hauptsoftware für BIM. Damit werden auch Architekten-Modelle eingelesen oder erstellt. Die Projektleiter verwenden Revit hauptsächlich für die ganze Abwicklung. LogiKal wird für Fenster, Türen und Fassaden verwendet. Athena für die Genehmigungsphase in 2D. Einfache 3D-Konstruktionen können ebenfalls mit AutoCAD + Athena erstellt werden. Komplexere 3D-Modelle und parametrische Modelle werden mit Inventor + Apollon abgewickelt. Alle Softwarelösungen haben Schnittstellen und eine API-Schnittstelle zu Revit. Dabei können mehrere Mitarbeiter unterschiedlicher Disziplinen miteinander arbeiten und gleichzeitig alles aufeinander referenzieren. Wird etwas aktualisiert, haben alle Anwender sofort eine Übersicht.

Externe Kooperationen

Der Datenaustausch hat nicht wie bisher über E-Mails und Transfer Software stattgefunden, sondern es wurde mit Autodesk Construction Cloud gearbeitet. Man nutzt die CAD-Daten ähnlich wie bei Microsoft OneDrive. Autodesk Construction Cloud ist nahtlos in Revit, Autocad und Inventor integriert, sodass der Nutzer das Gefühl hat, er arbeitet wie immer auf der lokalen Festplatte. Von allen Änderungen werden Speicherstände erstellt, die nachverfolgt werden können. Das führt firmenintern zu einer absoluten Transparenz. Man kann diese Technologie auch mit externen Firmen nutzen. Für BIM-Office-Building wurde mit zwei Firmen über vier Ländergrenzen hinweg zusammengearbeitet – ohne Einschränkungen, als ob man lokal am selben Standort arbeiten würde; die Software funktioniert über die Browser, ebenfalls die Arbeitsverteilung und Kommunikation. Man kann in der Software immer die 2D-, 3D- und BIM-Daten direkt betrachten wie im Viewer.

Der Projektleiter kann die größten Datei-Formate direkt öffnen, ohne dass man zusätzlich eine Inventor-, AutoCAD- oder Revit-Lizenz verwenden muss. Man hat 100 % Datenkontrolle. Ähnlich wie bei OneDrive kann ein PDF für jemand nur zum Betrachten freigegeben werden. Die jeweilige Person kann sogar Kommentare erstellen. Die Originaldatei bleibt beim Besitzer.

Autodesk Construction Cloud wurde gezielt für BIM-Arbeitsabläufe entwickelt. Darum kann man sehr viele Funktionen freischalten: Kollisionsüberprüfung, Zeitmanagement oder Controlling von Arbeitsprozessen.

Die beste Funktion ist die Einstellung für eine papierlose Baustelle. Die Anwendung funktioniert auf Smartphones und Tablets. Da können Daten auch offline auf das Gerät geladen werden. Falls Fragen auftauchen, ist es möglich, direkt in der Applikation ein Issue (Fall) zu erstellen. Direkt im 2D- und 3D-Objekt markiert man einen Punkt in den Gebäuden. Hat jemand eine Frage, kann er die Frage direkt vor Ort fotografieren und an einen Punkt setzen, an dem die Frage entstanden ist. Man braucht später nicht mehr zu suchen. Die Fragen werden in der Applikation gespeichert und sind für die verantwortliche Person sofort zugänglich. 

Interne Kooperationen

Die BIM-Methode garantiert nicht nur eine bessere Abwicklung von Projekten von Firma zu Firma, sondern auch innerhalb von Abteilungen. Logistische Aufgaben konnten hervorragend abgearbeitet werden. Hier war es etwa essenziell, dass man die Unterkonstruktionen palettiert hat. Also hat man im BIM-Modell eine Abfrage dafür erstellt. Man konnte sich sofort mit wenigen Klicks anzeigen lassen, welche Objekte in welcher Palette waren. Dass  aber so etwas möglich ist, dafür benötigt man sehr viel Erfahrung und Zeit. Man muss in der Firma alle Beteiligten umschulen. Leider sind alle Schulungsmaterialien für die Programme in Englisch verfasst, aber bei den Videotutorials lässt sich Deutsch als Untertitel einstellen.

Wenn ein Umdenken unter den Beteiligten stattgefunden hat, möchte keiner mehr zurück! Warum auch? Sinnlose Telefonate mit Kollegen oder Kooperationspartnern gehen gegen null. Man hat qualitativ bessere und schnellere Besprechungen. Der Projektleiter kann ohne Probleme 100 Aufgaben in der Applikation sehen und abarbeiten. Abteilungsübergreifend kann man besser kommunizieren. Daten für die Werkstatt können in der Cloud gezeigt werden, ohne dass der Konstrukteur etwas aus der Hand gibt. Möchte sich die Werkstatt, bevor ein Projekt startet, eine Übersicht verschaffen, geht das ohne Probleme. Die Daten sind immer aktuell. Werden Anpassungen gewünscht, können die Daten aktualisiert werden. Man sieht, dass die Daten aktuell sind. Es ist ersichtlich, was geändert wurde und wann. Dank der Technologie von Autodesk können Mitarbeiter egal, wo ihr Computer, Smartphone oder Tablet steht, sich ihre Daten anzeigen lassen. Papierlose Fertigung und Montage sind kein Wunschdenken – es geht.

Ausblick

Wer sich mit BIM auseinandersetzt und diese Arbeitsweise in Projektkooperationen und intern einführt, kann Zeit und Geld sparen. Auch werden die Fehlerquellen reduziert. Projektleiter haben mit der Arbeitsweise eine bessere Übersicht. Die Anschaffung ist am Anfang hoch, jedoch sind die Vorteile derart groß, dass Metallbauer in kürzester Zeit davon profitieren und den Invest wieder erwirtschaften.

www.futurematerials.ch